木结构之直榫和燕尾榫的比较

在中国古代，木结构的构件主要采用榫卯连接。榫卯节点由榫头和榫眼组成，能够承受一定的弯矩，具有良好的弹性和抵抗水平推力，并允许一定的变形，表现出很强的半刚性特性，可以吸收一定的地震能量，降低结构的地震响应。通过模拟得出以下总结： (1)透榫和燕尾榫是典型的半刚性连接，介于铰链和刚性连接之间。它们的共同特点是能转动，能承受弯矩。榫卯摩擦滑移具有耗能减震功能，是古代木结构抗震性能良好的重要原因。 (2)两种榫卯节点由于结构不同，其力学性能也不同。从骨架曲线可以看出，榫的初始刚度较大，刚度衰减缓慢，没有明显的下降截面，强度高于燕尾榫。但燕尾榫的初始刚度较小，刚度衰减比榫快，出现下降段。 (3)两个榫卯节点的滞回曲线呈倒Z形。试验过程与理论分析一致，滞回区饱满，说明它们具有良好的耗能效果。拟合的弯矩-转角方程和恢复力模型反映了半刚性榫卯连接特性的刚度变化规律，适用于类似木结构的静力传递和结构动力分析计算。 (4)两个榫卯节点的刚度变化属于非线性变化，经历了结构连接阶段、滑动阶段、工作阶段和破坏阶段四个阶段。而且从工作阶段到失效阶段刚度大大降低。可见榫卯一旦被拔出或变形过大，就会失去继续承载的能力。这些基础理论可以为古建筑木结构的抗震性能研究和修复加固提供理论依据。

古建筑柱架层说明

国内外对古建筑木结构的研究很多，而不是用一根铁一根钉，梁柱节点和侧脚的榫卯连接、吊装、麻雀替代等特殊方法是古代木构架与现代建筑结构区别的关键点。 古建筑构架 侧脚和出生的实践和发展原因，通过建立侧脚和立管的有限元分析模型，定量分析表明，侧脚和立管不仅可以不同程度地降低檐口柱的加速度响应峰值、位移响应峰值和轴向压力响应峰值，而且可以显著降低檐口柱的倾覆力矩，从而限制木框架的位移，优化各构件的应力，提高结构的抗震性能和稳定性。额头下的麻雀类似于现代建筑结构的腋梁。麻雀的使用不仅丰富了立面，还增强了梁端的抗弯和抗剪性能，不仅提高了节点的刚度和强度，还减小了前额的计算跨度，从而减小了前额的受力。 榫卯节点不同于现代建筑结构节点，具有较强的转动能力，能传递一定的弯矩，具有明显的半刚性特征。详细介绍了古代木结构中常见的榫卯结构及其组装技术；提出榫卯连接是介于刚性连接和铰链连接之间的半刚性连接，并利用空间二节点虚拟弹簧单元昆明理工大学、Xi建筑科技大学、东南大学、北京工业大学等对这种半刚性连接进行模拟。对榫卯节点和直榫节点的柱进行了大量的拟静力试验，详细分析了榫卯节点的工作机理、破坏模式和抗震性能。此外，日本京都大学铃木教授课题组和韩国原子能研究所综合安全评估小组也对古代木榫卯节点的抗震性能进行了动静态分析；通过数值模拟研究了榫卯节点的力学性能。 景观古建筑 一系列研究表明:半刚性榫卯节点在水平重复荷载作用下，由于榫卯之间的滑动和有限转动，具有明显的滞回耗能和减振作用；定性地给出了榫卯节点刚度的变化规律。对于柱框架来说，柱脚的水平摆动和浮动放松了柱与基础之间的相互约束，即柱与基础石材的界面可以抵抗压缩但没有抗拉能力。在水平倾覆力矩的作用下，允许柱架在与基石的界面处有一定程度的抬升。在地震作用下，柱架的反复升降和返回引起柱架的摆动，形成摆动和自复位结构，一方面降低了柱架本身在强震作用下的延性需求，降低了地震的破坏。